你是否對科學充滿好奇,想深入這片知識的海洋。認識氣凝膠,世界上最輕的固體材料。
早在 1931 年前就被發現,這種輕質固體已經證明,從魔術師表演令人難以置信的魔 術表演一直到美國宇航局發現火星上存在水的過程中,都非常有益。迄今為止,氣凝膠是地球上發現的最輕的固體。
讓我們深入了解這種驚人的輕質材料。一個氣凝膠立方體 僅重 1.22 克(克)。鑒于這種固體是由氣體制成的,這已經成為可能。幾乎 99.8% 的氣凝膠結構是由氣體與二氧化矽結合而成。二氧化矽為氣凝膠提供了急需的固體形式。
氣凝膠不是普通材料
全身表面塗滿氣凝膠粉末,進入水池中,滴水不沾身
這不僅是一項科學實驗,而且是一種固體材料,它極大地改變了我們的生活。你見過魔術師用火焚燒自己的行為嗎?觀衆的喘息聲,表面上害怕接下來會發生什麼,但最終魔術師完全安全地從火中出來,毫發無損。這就是氣凝膠塗層的效果。噴火設備可加熱至 1500 至 2000 度。相信我,這是很多熱量。但是薄薄的氣凝膠糊可以保護您的整個身體免受如此高的熱量。
手上塗抹氣凝膠塗料,用火焰加熱,無損
以糊狀形式取氣凝膠,塗抹在手指上,點燃手電筒或打火機,将其對準覆蓋有氣凝膠的手指,和烤棉花糖的方法一樣,你的手指甚至感覺不到熱量,因為這層薄薄的氣凝膠可以有效地保護你的皮膚不被灼傷。氣凝膠的卓越品質在于它易于吸收與其接觸的水分或液體。讓我們了解氣凝膠的分子結構。
這是熱像儀捕捉到的火焰
氣凝膠具有納米級海綿狀結構,使其具有更大的表面積,甚至無法想象的面積。冰塊大小的氣凝膠表面積相當于一個足球場大小的一半。由于這個巨大的表面積,氣凝膠可以吸收大量的液體分子。
另一個有用的氣凝膠應用
氣凝膠盒
一個正在開發且僅限于博物館或高價值藝術收藏家的概念 是将稀有而昂貴的畫作封裝在氣凝膠中。氣凝膠盒放置在 相框周圍時,可以充當保濕劑和非常好的防水屏障。當您 的珍貴藝術品不小心暴露在濕氣中時,氣凝膠棺材會吸收 濕氣,使圖片和實際框架完全幹燥。
結構
正在開發的另一個應用是使用氣凝膠制造固體殺蟲劑。氣凝膠顆粒與昆蟲接觸後,可以吸收昆蟲體内所有的水分和液體,從而使昆蟲完全幹燥并立即殺死。(這和在蛞蝓上 放鹽完全一樣)
氣凝膠地球上最輕的固體
氣凝膠是什麼時候發現的,誰發現了氣凝膠?這種神奇的 輕質固體是由 Samual Kistler 在 1931 年發現的。加州 Samual 與斯坦福大學合作,對他的新發現進行了一些很好的觀察。
二氧化矽氣凝膠的密度非常低,低至 0.1,并且非常容易 聚結。也有制作密度為0.02的氣凝膠的情況。雖然非常透明,但氣凝膠非常乳白色。當你把它放在地闆上時,它發出的聲音類似于掉在地上的戒指發出的聲音。
氣凝膠是最好的絕熱體之一。當您在身體上塗抹一層薄薄 的氣凝膠時,它還可以防止您直接接觸水。
記住魔術師的伎倆,他将自己完全浸入水箱中的水下,在 我們都喘不過氣的時候,他想呆多久就呆多久。當魔術師 安全地從水裡出來而沒有淹死或窒息時,令人難以置信的 戲劇結束。在水下保護他的不是魔術師,而是氣凝膠塗層。
NASA 在火星發現中使用了氣凝膠。美國宇航局的航海者号、發現号和所有被送往火星的無人駕駛飛行器都攜帶着 氣凝膠來發現這個星球上是否存在水。
中國的航天事業也離不開氣凝膠材料。在2016年長征五号的發射任務中,高性能納米氣凝膠隔熱氈産品為火箭燃氣管路系統提供了有效的隔熱保溫手段,為成功發射提供了有力保障。在2017年的天舟一号任務實施過程中,氣凝膠隔熱材料再次大顯身手,打造了天舟一号的低溫鎖櫃。
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